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第三讲　化学平衡常
及反应进行的方向
考 点 一　化学平衡常数及应用
一、化学平衡常数
1）对于反应 ，

固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中
（2）平衡常数与方程式的关系
Fe3O4(s) + 4H2(g)
高温
3Fe(s) + 4H2O(g)
Cr2O72- + H2O
2CrO42- + 2H+
BaCO3(s)+Na2SO4(aq) BaSO4(s)+Na2CO3(aq)
K=
c(CO32-)
c(SO42-)
N2+3H2 2NH3
2NH3 N2+3H2
1/2N2+3/2H2 NH3
K1 = 1/K2 = K32
1
2
3
考 点 一　化学平衡常数及应用
【拓展】多重平衡的常数关系
1. H2(g) + O2 H2O(g) K1
2. CO2(g) CO(g)+ O2 K2
3. H2(g)+CO2(g) H2O(g)+ CO(g) K3
3= 1 + 2 K3 = ——— = ——— · ——— =
c(H2O) · c(CO)
c(H2) · c(CO2)
c(H2O)
c(H2) · c(O2)
c(O2) · c(CO)
c(CO2)
注意：在处理多重平衡关系中,所有平衡常数必须在同一个温度。
K1 · K2
考 点 一　化学平衡常数及应用
3. 意义：
①K值越大，正反应进行的程度_____，反应物的转化率______。
②K只受_____影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
越大
越大
温度
4.化学平衡常数的应用
①判断反应进行方向
对于反应: mA(g) + nB (g) pC (g) + qD (g)
浓度商：
(C)
c
Qc
q
p
·
=
(D)
c
(A)
c
n
m
·
(B)
c
任意时刻浓度
考 点 一　化学平衡常数及应用
②判断反应的热效应
化学反应 平衡常数 温度/℃ 500 700 800
①2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g) K1 2.5 0.34 0.15
②H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 1.70 2.52
③3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋ H2O(g) K3
(1) ____________（ 表示）。
(2)反应③的 ______（填“＞”或“＜”）0
K1·K2
＜
吸热
放热
2.5 0.58 0.38
考 点 一　化学平衡常数及应用
例1、一定温度下的密闭容器中存在如下反应
2SO2 (g) +O2 (g) 2SO3 (g)达到平衡时，向容器中充入一定量的O2，下列说法正确的是（ ）(K为平衡常数，Q为浓度商)
A Q不变，K变小 平衡正向移动
B Q不变，K变小 平衡逆向移动
C Q变小，K不变 平衡正向移动
D Q变小，K不变 平衡逆向移动
C
例2.（2021·广东卷）反应a、c、e的ln K 随 （温度的倒数）的变化如图所示。
①反应a、c、e中，属于吸热反应的有______。
T
ac
例3 在 的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的 气体，一定条件下发生反应： ，已知该反应平衡常数与温度的关系如表所示，下列说法正确的是( )。
温度 25 80 230
平衡常数 2
A. 上述生成 的反应为吸热反应
B. 在 时，反应 的平衡常数为0.5
C. 在 时，测得某时刻 、 的浓度均为 ，则此时
D. 反应在 达到平衡时，测得 ，则 的平衡浓度为
D
mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
起始/mol
转化/mol
平衡/mol
a b 0 0
mx nx px qx
a-mx b-nx px qx
(2)三个量及其关系
生成物：平衡量＝起始量＋转化量
①反应物：平衡量＝起始量－转化量
(3)基本公式
(1)一个模式——“三段式”
二、有关化学平衡常数的计算
②各物质转化量 之比等于化学计量数比
。
。
二、有关化学平衡常数的计算
例1:反应SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下。
（1）此反应的浓度平衡常数。
（2）若SO2(g) 的初始浓度增大到3mol/L,则SO2转化率变为多少？
答案: (1)K=2.25
(2) 47.7%
例2.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
①NH4I(s) NH3(g)＋HI(g)
②2HI(g) H2(g)＋I2(g)
达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol/L，c(HI)＝4 mol/L，则此温度下反应①的平衡常数K1为( )
C
连续反应的平衡常数计算
A．1/16　　 B．16　 　 C．20　　 D．25
二、有关化学平衡常数的计算
工业上将CH4与CO2按物质的量1∶1投料制取CO和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
计算923 K时反应Ⅱ的化学平衡常数K= (结果保留小数点后两位)。
例3.Ⅰ：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) H1
Ⅱ：H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) H2=+41 kJ·mol 1
平行反应的平衡常数计算
二、有关化学平衡常数的计算
0.39
变式1.CO2作为未来重要的碳源，其选择性加氢
反应I：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H<0
反应II：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H>0
某温度下，向容积为1L的密闭容器中通入1molCO2和5molH2，10min后体系达到平衡，此时CO2的转化率为20%，CH3OH的选择性为50%。
已知：
CH3OH的选择性 x=
。
①用CO2表示0~10min内平均反应速率v(CO2)=
②反应I的平衡常数K= (写出计算式)
转化为CH3OH的n(CO2)
消耗的n(CO2)
0.02mol·L-1·min-1
0.1×0.2
0.8×0.64
二、有关化学平衡常数的计算
平行反应
①将生成期望产物的反应称为主反应，其余为副反应。
②总反应速率等于所有平行反应速率之和。
A
B
C
k1
k2
③选择合适的催化剂可以提高主反应产物的产量。
④用改变温度的办法，可以改变产物的相对含量。活化能高的反应，速率系数随温度的变化率也大。
二、有关化学平衡常数的计算
1.自发过程
（1）含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自发进行的过程。
（2）特点
a.体系趋向于从_______状态转变为_______状态（体系对外部_______或______热量）。
b.在密闭条件下，体系有从_______转变为_______的倾向性（无序体系更加稳定）。
高能
低能
释放
有序
无序
2.自发反应
在一定条件下，______________就能自发进行的反应称为自发反应。
无须外界帮助
考点2 化学反应方向
做功
二、三个判据


＞
＜
考点2 化学反应方向
1.下列对化学反应预测不正确的是( )。
选项 化学方程式 已知条件 预测
任何温度下都自发进行
常温下自发进行
常温下不能自发进行
常温下能够自发进行
B
2（1） 在恒压密闭容器中，充入一定量的 和 发生如下可逆反应： ，实验测得在不同温度下，反应体系中 的平衡转化率与压强的关系曲线如图1所示。
该反应的 _____（填“＞”或“＜”）0，该反应在
_______（填“低温”或“高温”）条件下可自发进行。

低温
因此该反应的 ，由于 时反应自发进行，所以该反应在低温条件下可自发进行。
反思归纳
焓判据和熵判据能作为反应自发进行的一般判据，而由焓判据和熵判据组成的复合判据才是反应是否自发进行的根本判据;
根据ΔH－TΔS可准确判断反应进行的方向。

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